[发明专利]一种闭式海洋温差能发电系统

说明书

本发明公开了一种闭式海洋温差能发电系统，包括温海水输送机构、蒸发器、汽轮机、乏汽工质管道、液态工质管道和换热盘管，换热盘管设置于深层冷海水区，换热盘管一端与乏汽工质管道一端相连接，乏汽工质管道另一端与汽轮机相连接，乏汽通过乏汽工质管道输送至换热盘管内与冷海水进行热交换形成饱和液态工质，换热盘管另一端与液态工质管道一端相连接，液态工质管道另一端与蒸发器相连接，液态工质管道上设置有工质泵，蒸发器与汽轮机相连接，过热蒸汽在汽轮机中做功形成乏汽，蒸发器与温海水输送机构相连接。采用上述结构的一种闭式海洋温差能发电系统，降低系统循环所需消耗的泵功，提高发电效率。

技术领域

本发明涉及海洋温差发电技术领域，尤其是涉及一种闭式海洋温差能发电系统。

背景技术

自上世纪20年代人们就开始了对海洋温差能开发利用的探索，并根据朗肯循环的原理对不同规模的海洋温差能发电系统进行了实验测试和实际投产。根据所用工质及流程的不同，海洋温差能发电系统的主要形式有三种，分别为开式循环系统、封闭式循环系统及混合式循环系统，目前最常用的系统为封闭式循环系统。

在封闭式循环系统中，工质的循环依旧以朗肯循环作为基础，但工质由水换成了低沸点工质如R134a，高温热源和低温热源分别换成了海洋表面的温海水和在海下一定深度处的冷海水。海洋表面的温海水由温海水泵升压通过温海水管道进入蒸发器，在蒸发器中与工质R134a进行换热，R134a在蒸发器S中定压吸热，由过冷液态分别经过饱和液状态、饱和蒸汽状态最终变为过热蒸汽。过热蒸汽在汽轮机T内绝热膨胀做功，从汽轮机排出的做过功的乏汽在冷凝器内定压向冷海水放热，冷凝为饱和液态，这一过程是定压过程同时也是定温过程。冷海水在海下1000m左右的深度处获得，经过布置了保温层的冷海水管道，由冷海水泵送至冷凝器中，与乏汽进行定压换热。凝结后的工质在给工质泵内经历绝热过程，压力升高后的未饱和液体再次进入蒸发器完成循环。

因为温海水和冷海水的温差较小，所以循环的热效率较低。为了增大循环的热效率，就要增加温差，为达到这一目的，海洋温差能发电系统通常设置在海洋表面温度较高的地区并且在设备允许的范围内尽可能从更深的海洋深度处获取冷海水，并通过加装了保温层的管道送至海面上的冷凝器中。从海下相当深的深度处获取冷海水，要求有足够长的管道和能提供足够能量的升压泵。深度越深，冷海水管道越长，意味着海水在管中流动的沿程阻力损失越大。这就导致了需要消耗相当可观的发电系统产生的电能用以获得冷海水，这一过程大大降低了海洋温差能发电系统的发电效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种闭式海洋温差能发电系统，降低系统循环所需消耗的泵功，提高发电效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种闭式海洋温差能发电系统，包括温海水输送机构、蒸发器以及汽轮机，还包括乏汽工质管道、液态工质管道和换热盘管，所述液态工质管道设置有保温层，所述换热盘管设置于深层冷海水区，所述换热盘管一端与乏汽工质管道一端相连接，所述乏汽工质管道另一端与所述汽轮机相连接，做功后的乏汽通过乏汽工质管道输送至换热盘管内与冷海水进行热交换形成饱和液态工质，所述换热盘管另一端与所述液态工质管道一端相连接，所述液态工质管道上设置有工质泵，所述液态工质管道另一端与所述蒸发器相连接，经过工质泵升压后的未饱和液态工质在蒸发器中与温海水进行热交换形成过热蒸汽，所述蒸发器与汽轮机相连接，过热蒸汽在所述汽轮机中做功形成乏汽，所述蒸发器与所述温海水输送机构相连接。

优选的，所述温海水输送机构包括取水管道、排水管道以及温海水泵，所述温海水泵设置于所述取水管道上，所述取水管道和所述排水管道均与所述蒸发器相连接。

优选的，工质为有机工质R134a。

优选的，所述液态工质管道的管径小于所述乏汽工质管道的管径。